JP2018093293A - 導光体、照明装置、イメージセンサユニット、画像読取装置、画像形成装置および紙葉類識別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1反射光用導光体21aは、端部としての軸部28と本体部22とを備え、端部および本体部22を含めて直線状の棒状であり、第1反射光用光源36aからの光が端部から入り本体部22から出る。第1反射光用導光体21aの端部は、本体部22よりも細く、キャップ45と接する当接面29を有し、キャップ45は光源側開口51を有し、光源側開口51は第1反射光用光源36aが配置され、第1反射光用光源36aは当接面29と対向することを特徴とする。
【選択図】図8
Description
本実施形態の画像読取装置100は、紙幣、有価証券などの紙葉類の真贋判定を行う紙葉類識別装置として機能する。
図1は、本実施形態のイメージセンサユニット部10を備えた画像読取装置100の要部構成を示す断面図である。ここで先ず、これらの全体構成について概略を説明する。本実施形態では、被照明体として典型的には紙幣Sとする。なお、紙幣Sに限らず、その他の対象物に対しても本発明は適用可能である。
図2は下側イメージセンサユニット10Aの分解斜視図である。図3は下側イメージセンサユニット10Aのうち長手方向における一方を拡大した斜視図である。図4は下側イメージセンサユニット10Aのうち長手方向における他方を拡大した斜視図である。
カバー部材13はフレーム14内に塵が侵入するのを防止する。カバー部材13は主走査方向を長手方向とする略平板状である。また、カバー部材13はフレーム14を上側から覆うように、例えば両面テープなどによりフレーム14に固定される。カバー部材13は例えばガラスが適用できる。ただし、カバー部材13はガラスに限られず、例えばアクリルやポリカーボネートなどの透明な樹脂材料であってもよい。
本実施形態では、第1反射光用導光体21a、第2反射光用導光体21bおよび透過光用導光体21cは同一構成であり、以下では第1反射光用導光体21aについて説明する。
第1反射光用導光体21aは、本体部22と、軸部28とを有する。第1反射光用導光体21aは、本体部22および軸部28を含めて直線状の棒状である。第1反射光用導光体21aでは、第1反射光用光源36aからの光が軸部28から入り、本体部22から紙幣Sに向かって出る。
本体部22は略棒状であり、長手方向における一方の端から他方の端まで断面形状が同一あるいは略同一である。本体部22は出射面23、拡散面24、第1反射面25、第2反射面26を有する。出射面23は紙幣Sと対面する面である。出射面23は本体部22に入射された光を紙幣Sに向かって出射する。本実施形態では、出射面23は平面状であるが、凸あるいは凹の曲面状であってもよい。拡散面24は出射面23と対向する面である。拡散面24は本体部22内に入射された光を出射面23に向かって拡散させたり、本体部22の長手方向に反射させたりする。拡散面24は光を拡散させるためにシルク印刷等によるパターン形状が施されていてもよく、プリズムが形成されていてもよい。本実施形態では、拡散面24は平面状であるが、凸あるいは凹の曲面状であってもよい。
また、軸部28は、一方の端である端面29が当接面および入射面として機能する。当接面は光源部35側に位置するキャップ45と当接することで、光源部35と第1反射光用導光体21aとの間の間隔を一定の距離に規制する。入射面は光源部35からの光を軸部28および本体部22内に入射させる。
第1曲面30aおよび第2曲面30bは凸の曲面状である。第1曲面30aおよび第2曲面30bがキャップ45に近接あるいは接することにより第1反射光用導光体21aの上下方向が位置決めされる。
具体的に、第1曲面30aは軸部28の外周面のうち出射面23側に形成され、第2曲面30bは軸部28の外周面のうち拡散面24側に形成される。すなわち、第1曲面30aと第2曲面30bとは対向して配置される。また、図5(c)に示すように軸部28を軸方向から見た場合に、第1曲面30aおよび第2曲面30bはそれぞれ共通する仮想円Cの一部を構成する。ここで、仮想円Cの中心を通る軸方向の軸線をOaとする。
第1側面32aおよび第2側面32bは軸部28の外周面のうち第1反射面25側に形成される。具体的には、第1側面32aは第1曲面30aと第2側面32bとの間に位置し、第2側面32bは第2曲面30bと第1側面32aとの間に位置する。
第3側面32cおよび第4側面32dは軸部28の外周面のうち第2反射面26側に形成される。具体的には、第3側面32cは第1曲面30aと第4側面32dとの間に位置し、第4側面32dは第2曲面30bと第3側面32cとの間に位置する。
また、本実施形態の軸部28は辺に限られず、側面自体が平行である。具体的には、第1側面32aと第4側面32dとが平行であり、第2側面32bと第3側面32cとが平行である。このように軸部28は平行な側面同士の組を複数(2組)有している。
ここでは、第1反射光用導光体21aについて説明したが、第2反射光用導光体21bおよび透過光用導光体21cも同一の構成である。なお、第2反射光用導光体21bは、第1反射光用導光体21aの長手方向を逆に入れ替えているために、図4に示すように本体部22の長手方向の他方の端に軸部28を有している。
本実施形態では、第1反射光用光源36a、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cは同一構成であり、以下では第1反射光用光源36aについて説明する。
キャップ45は、位置決め部46と、被当接部50とを有する。
位置決め部46は軸部28を保持する。位置決め部46は矩形の筒状であって一方の端に被当接部50が一体で形成され、他方の端に導光体側開口47を有する。位置決め部46は開口方向に沿って断面形状が同一あるいは略同一である。位置決め部46は導光体側開口47から第1反射光用導光体21aの軸部28が挿入可能である。ここで、位置決め部46の開口方向における長さがL2である。軸部28の長さL1と位置決め部46の長さL2との関係は、L1>L2である。
本実施形態では、第1内面48aおよび第2内面48bは内周面のうち上下に位置し、互いに対面し、かつ平行である。ここで、第1内面48aと第2内面48bとの間の距離Dは、軸部28の第1曲面30aおよび第2曲面30bに共通する仮想円Cの直径と略等しい。したがって、位置決め部46に第1反射光用導光体21aの軸部28を挿入したときに、第1内面48aに軸部28の第1曲面30aが近接あるいは接し、第2内面48bに軸部28の第2曲面30bが近接あるいは接する。すなわち、第1内面48aおよび第2内面48bは、第1反射光用導光体21aの上下方向の位置を第1反射光用光源36aに対して位置決めする。このように、第1内面48aおよび第2内面48bは位置決め面として機能する。
ここでは、第1反射光用光源36aについて説明したが、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cも同一構成である。また、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cも、キャップ45およびクッション部材55が固定される。なお、第2反射光用光源36bは、図4に示すように第2反射光用導光体21bの軸部28側に位置する。
まず、下側イメージセンサユニット10Aの構成部材を用意する。
ここでは、図3および図4に示すように、各回路基板41の実装面42に予め第1反射光用光源36a、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cを実装する。次に、第1反射光用光源36a、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cを覆うように各実装面42にコート樹脂68を塗布する。次に、キャップ45を各実装面42の所定の位置に接着剤や係合部を用いて固定する。このとき、各キャップ45の光源側開口51内に、コート樹脂68と、第1反射光用光源36a、第2反射光用光源36bまたは透過光用光源36cとを位置させる。更に、各回路基板41の実装面42の反対面には、クッション部材55を接着剤を用いて固定する。
その後、第1反射光用導光体21a、第2反射光用導光体21bおよび透過光用導光体21cをそれぞれフレーム14の導光収容部16a、16b、16cに収容すると共に、各回路基板41をフレーム14に収容する。
次に、カバー部材13をフレーム14の上側から覆うようにフレーム14の上面に固定すると共に、センサ基板62を基板収容部18に収容する。このとき、センサ基板62の長手方向における一方の接続部64aおよび接続部64cに、フレーム14から突出している第1反射光用光源36aおよび透過光用光源36cの各回路基板41を挿入する。一方、センサ基板62の長手方向における他方の接続部64bに、フレーム14から突出している第2反射光用光源36bの回路基板41を挿入する。
図7は、製造された下側イメージセンサユニット10Aの平面図である。図7に示すように、下側イメージセンサユニット10Aは、概して長方体に形成され、その長手方向が主走査方向となり、これに直交する副走査方向は紙幣Sの搬送方向Fとなる。
図8は、図7に示すII−II線で切断した断面図である。図9は、図7に示すIII−III線で切断した断面の一部を抜き出した図である。
図8に示すように、第1反射光用導光体21aの軸部28の端面29の一部と第1反射光用光源36aとが対向している。また、第1反射光用導光体21aの軸部28の端面29の一部がキャップ45の被当接面52に当接する。一方、第1反射光用導光体21aの本体部22であって長手方向における他方の端がフレーム14の側壁15dに当接する。このとき、クッション部材55は回路基板41とフレーム14の側壁15cとの間で圧縮された状態となる。したがって、キャップ45はクッション部材55の元に戻ろうとする力によって第1反射光用導光体21a側に付勢されることから、キャップ45の被当接面52と軸部28の端面29の一部とが常に当接する。ここで、キャップ45は回路基板41に固定されていることから、回路基板41に実装された第1反射光用光源36aと第1反射光用導光体21aの端面29との間の間隔は常に一定である。
ここでは、第1反射光用光源36aについて説明したが、第2反射光用光源36bおよび透過光用光源36cも同様である。
図9に示すように、第1反射光用導光体21a側では、キャップ45の位置決め部46のうち第1内面48aに軸部28の第1曲面30aが近接あるいは接し、第2内面48bに軸部28の第2曲面30bが近接あるいは接する。したがって、第1内面48aおよび第2内面48bは、第1反射光用導光体21aの上下方向を位置決めする。
また、キャップ45の位置決め部46のうち第3内面48cに軸部28の第1側面32aが近接あるいは接し、第4内面48dに軸部28の第4側面32dが近接あるいは接する。したがって、第3内面48cおよび第4内面48dは、第1反射光用導光体21aの幅方向を位置決めする。このとき、第1反射光用導光体21aは出射面23が傾いた状態で位置決めされる。すなわち、第1反射光用導光体21aから出射される主な光の方向は、紙幣Sの表面に向かって斜めに指向する。本実施形態の第1反射光用導光体21aは、拡散面24が、上下方向に直交する平面(仮想平面Fh)に対して角度α(略30°)で傾いている。
また、キャップ45の位置決め部46のうち第3内面48cに軸部28の第2側面32bが近接あるいは接し、第4内面48dに軸部28の第3側面32cが近接あるいは接する。したがって、第3内面48cおよび第4内面48dは、透過光用導光体21cの幅方向を位置決めする。このとき、透過光用導光体21cは第1反射光用導光体21aと異なり、出射面23が略水平な状態で位置決めされる。すなわち、透過光用導光体21cから出射される主な光の方向は、紙幣Sの表面に向かって直交するように指向する。本実施形態の透過光用導光体21cは、拡散面24が、上下方向に直交する平面(仮想平面Fh)に対して角度β(略0°)である。
このように、キャップ45は同一構成の第1反射光用導光体21aと透過光用導光体21cとを異なる姿勢、すなわち異なる角度に位置決めすることができる。
なお、図9では、軸部28のうちキャップ45の被当接面52と重なり合う領域をグレーの着色部とし、キャップ45の光源側開口51と重なり合う領域を非着色部としている。着色部と非着色部とを軸部28の端面29として置き換えたときに、着色部は被当接面52に当接する当接面に相当し、非着色部は光源からの光が入射する入射面に相当する。図9に示すように、異なる姿勢で位置決めされた第1反射光用導光体21aと透過光用導光体21cとでは、当接面と入射面との位置がそれぞれ異なる。
反射用光は紙幣Sによって反射されることで反射光として、集光体60を介してイメージセンサ65上に結像される。この結像された反射光は、イメージセンサ65により電気信号に変換された後、図示しない信号処理部において処理される。
なお、上側イメージセンサユニット10Bの画像読取部11についても他方の面(上面)に対して同様に実施される。
透過用光は紙幣Sを透過することで透過光として、上側イメージセンサユニット10Bの集光体60を介してイメージセンサ65上に結像される。この結像された透過光は、上側イメージセンサユニット10Bのイメージセンサ65より電気信号に変換された後、図示しない信号処理部において処理される。
なお、上側イメージセンサユニット10Bの透過光用照明部12についても他方の面(上面)に対して同様に実施される。
また、本実施形態の第1反射光用導光体21aの軸部28は、軸方向にあってかつ端面29と交差する方向となる面が、キャップ45と当接される。したがって、第1反射光用導光体21aは長手方向と共に、端面29と交差する方向に対しても位置決めされる。
また、本実施形態の第1反射光用導光体21aは、軸部28が本体部22よりも細いことから、軸部28のうち軸方向にあってかつ端面29と交差する方向となる面がキャップ45と当接されたときに、軸部28を包囲するキャップ45を小さくすることができる。すなわち、軸部28を本体部22よりも細くしない場合に比べて、キャップ45を小さくできることからキャップ45を備えた照明装置およびイメージセンサユニット10Aを小型化することができる。
なお、互いに平行な一対の側面の組は2組である場合に限られず、2組以上であってもよい。また、本実施形態では、第1反射光用導光体21aの軸部28は、軸方向から見た場合に、平行な辺の組と、曲線とからなる形状である場合について説明したが、この場合に限られず、三角形、四角形、五角形などの多角形であってもよく、円、楕円などの丸形状であってもよい。
また、第1側面32aと第4側面32dとの間の距離W1および第2側面32bと第3側面32cとの間の距離W2とが略等しいことから、キャップ45の第1内面49aおよび第2内面49bは何れの組の側面を保持する場合であってもガタなく保持することができる。
なお、互いに平行な一対の側面の組は2組である場合に限られず、2組以上であってもよい。この場合には、一対の側面の全ての組において、側面間の距離が略同一であることが好ましい。
また、軸部28を軸方向から見た場合に、第1曲面32aおよび第2曲面30bは共通する仮想円Cの一部を構成する円弧である。したがって、第3内面49cおよび第4内面49dが何れの組の側面を保持する場合であってもキャップ45の第1内面49aおよび第2内面49bはガタなく第1曲面30aおよび第2曲面30bを保持することができる。
なお、ここでは、第1反射光用導光体21aに関する効果について説明したが、第2反射光用導光体21bおよび透過光用導光体21cについても同様である。
次に、イメージセンサユニットの異なる実施形態について説明する。本実施形態のイメージセンサユニット70は、第1反射光用導光体21aの長手方向における両側に、第1反射光用光源36aが配置される。なお、第1の実施形態と同様の構成は、同一符号などを付して適宜、説明を省略する。
図10は、イメージセンサユニット70の第1反射光用導光体71aを含むように切断した断面図である。第1反射光用導光体71aは2つの軸部28を有する。すなわち、軸部28は本体部22の長手方向における一方の端および他方の端に設けられる。2つの軸部28の構成は、第1の形態の軸部28と同様である。また、イメージセンサユニット70は、2つの軸部28に対応するように、キャップ45、第1反射光用光源36a、回路基板41a、クッション部材55およびコート樹脂68もそれぞれ2つずつ設けられる。ここでは、イメージセンサユニット70の構成部材は、図10の一点鎖線に示す直線Mに対して対称である。
なお、本実施形態では、第1反射光用導光体71aについてのみ説明したが、第2反射光用導光体および透過光用導光体についても第1反射光用導光体71aと同様に構成することができる。
次に、上述したイメージセンサユニット10Aを画像読取装置としてのフラットベッド方式のスキャナに適用した構成について図11を参照して説明する。
図11は、フラットベッド方式のスキャナの構成の一例を示す斜視図である。
スキャナ110は、筺体111と、被照明体載置部としてのプラテンガラス112と、イメージセンサユニット10Aと、イメージセンサユニット10Aを駆動する駆動部としての駆動機構と、回路基板113と、プラテンカバー114とを有する。プラテンガラス112は、ガラスなどの透明板からなり、筺体111の上面に取り付けられる。プラテンカバー114は、プラテンガラス112に載置された被照明体Pを覆うように、筺体111に対してヒンジ機構などを介して開閉可能に取り付けられる。イメージセンサユニット10Aと、イメージセンサユニット10Aを駆動するための駆動機構と、回路基板113とは、筺体111内に収容される。なお、スキャナ110がプラテンガラス112を有するため、イメージセンサユニット10Aはカバー部材13を有さなくてもよい。
次に、上述したイメージセンサユニット10Aを画像読取装置としてのシートフィード方式のスキャナに適用した構成について図12を参照して説明する。
図12はシートフィールド方式のスキャナの構成の一例を示す断面図である。
スキャナ120は、筺体121と、イメージセンサユニット10Aと、搬送ローラ122と、回路基板123とを有する。搬送ローラ122は、図示を省略した駆動機構によって回転し、被照明体Pを挟んで搬送する。回路基板123には、イメージセンサユニット10Aを含むスキャナ120の各部を制御する制御回路や、スキャナ120の各部に電力を供給する電源回路などが構築される。
次に、上述したイメージセンサユニット10Aを画像形成装置に適用した構成について図13および図14を参照して説明する。
図13は画像形成装置の外観を示す斜視図である。図14は画像形成装置の筺体の内部に設けられる画像形成部を抜き出して示した斜視図である。
画像形成装置130は、フラットベッド方式のスキャナとインクジェット方式のプリンタとの複合機(MFP;Multifunction Printer)である。画像形成装置130は、画像を読取る画像読取手段としての画像読取部131と、画像を形成する画像形成手段としての画像形成部132とを有する。画像形成装置130の画像読取部131には、イメージセンサユニット10Aが組み込まれる。なお、画像形成装置130の画像読取部131は、上述したスキャナ110と共通の構成が適用できる。したがって、スキャナ110と共通の構成については説明を省略する。
上述した第1の実施形態では、下側イメージセンサユニット10Aおよび上側イメージセンサユニット10Bが画像読取部11と透過光用照明部12とを備える場合について説明したが、画像読取部11または透過光用照明部12の何れかを省略してもよい。
また、上述した第1の実施形態では、反射光用照明部11Aが、第1反射光用導光体21aと第2反射光用導光体21bとを備える場合について説明したが、第1反射光用導光体21aまたは第2反射光用導光体21bの何れかを省略してもよい。この場合に、省略した導光体に対して光を発光する、第1反射光用光源36aあるいは第2反射光用光源36cも省略することができる。
ここで、その他の導光体を用いた場合の導光体の角度とは、導光体の拡散面の角度をいうものとする。すなわち、第1反射光用導光体21a、第2反射光用導光体21bおよび透過光用導光体21cの何れか1つの拡散面24の角度とその他の導光体の拡散面の角度とが異なるように保持される。なお、その他の導光体はフレーム14等に設けられた保持部によって保持される。
Claims (18)
- 端部と本体部とを備え、前記端部および前記本体部を含めて直線状の棒状であり、光源からの光が前記端部から入り前記本体部から出る導光体であって、
前記端部は、前記本体部よりも細く、位置決め部材と接する当接面を有し、
前記位置決め部材は開口を有し、前記開口には前記光源が配置され、前記光源は前記当接面と対向することを特徴とする導光体。 - 前記端部のうち、軸方向にあってかつ前記当接面と交差する方向となる面が、前記位置決め部材と当接されることを特徴とする請求項1に記載の導光体。
- 前記位置決め部材は、前記光源の光が透過されないことを特徴とする請求項1または2に記載の導光体。
- 前記端部のうち、軸方向にあってかつ前記当接面と交差する方向となる面は、前記端部を軸方向から見た場合に、2組以上の平行な辺を有していることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の導光体。
- 前記端部のうち、軸方向にあってかつ前記当接面と交差する方向となる面は、前記端部を軸方向から見た場合に、丸形状であることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の導光体。
- 前記導光体は、前記当接面との間で面同士が当接される前記位置決め部材の被当接面によって位置決めされ、
前記当接面は、前記位置決め部材の前記開口を通して前記光源からの光が入る入射面を有することを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の導光体。 - 前記端部は、外周面に互いに平行な一対の側面の組を複数有することを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の導光体。
- 前記複数の組において、前記互いに平行な一対の側面間の距離は略同一であることを特徴とする請求項7に記載の導光体。
- 前記端部は、外周面のうち前記互いに平行な一対の側面以外の面に、対向する一対の曲面を有することを特徴とする請求項7または8に記載の導光体。
- 前記端部を軸方向から見た場合に、前記一対の曲面は共通する仮想円の一部を構成する円弧であることを特徴とする請求項9に記載の導光体。
- 光源と、前記光源からの光を出射する導光体と、前記光源および前記導光体を収容するフレームと、を有する照明装置であって、
前記導光体は、請求項1ないし10の何れか1項に記載の導光体であることを特徴とする照明装置。 - 複数の光源と、前記複数の光源からの光をそれぞれ被照明体に出射する2つの導光体と、前記複数の光源および前記2つの導光体とを収容するフレームと、を有する照明装置であって、
前記2つの導光体のうち、少なくとも1つの導光体は、請求項1ないし10の何れか1項に記載の導光体であって、
前記2つの導光体はそれぞれ傾き角度が異なることを特徴とする照明装置。 - 前記当接面が前記位置決め部材に当接するように付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項11または12に記載の照明装置。
- 請求項11ないし13の何れか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射して被照明体によって反射された光を結像するロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイによって結像された光を電気信号に変換するラインセンサと、を備えることを特徴とするイメージセンサユニット。 - 請求項11ないし13の何れか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射して被照明体によって反射された光を結像する集光体と、
前記集光体によって結像された光を電気信号に変換するイメージセンサと、を備えることを特徴とするイメージセンサユニット。 - 請求項14または15に記載のイメージセンサユニットと、
前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる駆動部と、を備えることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項14または15に記載のイメージセンサユニットと、
前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる駆動部と、
前記イメージセンサユニットにより読取られた画像を記録媒体に形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項14または15に記載のイメージセンサユニットと、
前記イメージセンサユニットにより読取られた紙幣の画像を予め記憶されている紙幣の画像と比較して、前記イメージセンサユニットにより読取られた紙幣の真贋を識別する比較部と、を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
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